JPH0645518A - パワー半導体装置 - Google Patents

パワー半導体装置

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JPH0645518A
JPH0645518A JP4197331A JP19733192A JPH0645518A JP H0645518 A JPH0645518 A JP H0645518A JP 4197331 A JP4197331 A JP 4197331A JP 19733192 A JP19733192 A JP 19733192A JP H0645518 A JPH0645518 A JP H0645518A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】組立工数が少なくて済む低コスト，高信頼性の
パワー半導体装置を提供する。 【構成】樹脂ケース４に組み込んだパワー回路１，制御
回路２を別々な基板１ａ，２ａに搭載して回路相互間を
内部配線し、かつ各回路に接続したパワー端子６，制御
端子７をケースより外部に引出したパワー半導体装置に
おいて、パワー端子６，制御端子７をケース４の周縁に
配列し、パワー回路と制御回路との間を相互接続するリ
ードピン１３をケース内の中段位置に設けたピンブロッ
ク１２に配列してケースとあらかじめ一体にインサート
成形しておき、該ケース４に対してパワー回路の基板１
ａをケースの底面側に組合わせた放熱用金属ベース１１
の上に、制御回路の基板２ａをピンブロック１２の上に
搭載してパワー端子，制御端子，ピンブロックとの間を
それぞれ半田付けして組立てる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パワートランジスタ，
サイリスタ，ダイオードモジュールなどを実施対象とし
たパワー半導体装置の組立構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】まず、頭記したパワー半導体装置の従来
における組立構造を図４に示す。図において、１は放熱
用のアルミ絶縁基板１ａにパワー半導体素子１ｂを搭載
して構成したパワー回路、２はプリント配線板２ａに回
路部品２ｂを搭載して構成した制御回路、３はパワー回
路１と制御回路２との間を相互接続したフレキシブル基
板、４はパワー回路１，制御回路２を組み込んだ樹脂ケ
ース、５はケース蓋、６，７はケース４の周縁部に形成
した端子引出し用のポケットを通じて外部に引出したフ
レーム端子形のパワー端子，およびファストン端子形の
制御端子、８はパワー端子６，制御端子７をケース１に
固定したモールド樹脂（エポキシ樹脂）、９はケース内
に充填したゲル状の封止樹脂（シリコーンゲル）であ
る。
【０００３】かかる構成の半導体装置は次のようにして
組立てられる。まず、アルミ絶縁基板１ａにパワー素子
１ｂ，パワー端子６を搭載して半田付けし、さらに制御
回路２との間のフレシキブル基板３，および制御端子７
を搭載して半田付する。次にアルミ絶縁基板１ａの上に
ケース４を搭載して接着した後、ケース３の上面開口部
よりケース内に封止樹脂９を注入し、さらに端子引出し
部にモールド樹脂８を充填して硬化させる。その後にケ
ース４に蓋５を被せ、最後に端子ナット１０をケース４
に装着した上でパワー端子６の引出し端を端子ナット１
０の上に重ねるように曲げ加工する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来の組立構造では、組立工程，製品の品質，コスト面で
次記のような問題点がある。 （１）組立工程では、パワー端子，制御端子を半田付け
する際に端子を所定の姿勢に保持する必要があるほか、
続く工程ではケース４に対してモールド樹脂８，封止樹
脂９を別工程に分けて注入，硬化させ、さらに端子ナッ
ト１０の挿入，パワー端子６の曲げ加工を行うなど全体
での組立工程数が多く、かつその作業性も悪い。
【０００５】（２）また、パワー端子６，制御端子７を
ケース４に対してモールド樹脂８で固定する構造を採用
しているために、樹脂硬化の際に生じる収縮が原因で端
子の引出し位置にずれが生じ、端子位置精度が低下す
る。このためにパワー端子６のリード曲げ加工に支障を
来たしたり（端子穴と端子ナットの位置が合致しなくな
る）、ファストン端子としての各制御端子７が一列上に
正しく整列せず、その後の取扱い（外部回路とのリード
接続）に支障を来すといった欠陥の発生原因となる。
【０００６】（３）パワー回路１と制御回路２との間を
相互接続するフレキシブル基板３は高価であり、しかも
フレキシブル基板の接続作業には高度な組立技術を必要
とするために製品がコスト高となる。本発明は上記の点
にかんがみなされたものであり、その目的は前記課題を
解決して、低コスト，高信頼性のパワー半導体装置を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のパワー半導体装置は、パワー端子，制御端
子，およびパワー回路と制御回路との間を相互接続する
内部配線用のリードピンをそれぞれ所定位置に配列して
ケースと一体にインサート成形し、該ケース内に組み込
んだパワー回路，制御回路との間を半田付して組立てる
ものとする。
【０００８】また、前記組立構造の実施態様として、次
記のような構成がある。 （１）パワー端子，制御端子をケースの周域に、リード
ピンをケース内の中段に形成した梁形のピンブロックに
分散配列してインサート成形するとともに、パワー回路
の基板をケースの底面側に組合わせた放熱用金属ベース
上に、制御回路の基板を前記ピンブロックの上に搭載し
てパワー端子，制御端子，ピンブロックとの間を半田付
けして組立てる。
【０００９】（２）前項（１）において、ピンブロック
をケース本体と分割して上下可動に組み込む。 （３）パワー回路の基板としてＤＢＣ基板，ないしアル
ミ絶縁基板を採用する。
【００１０】
【作用】前記構成において、パワー端子，制御端子，リ
ードピンなどの各部品は、製品の組立工程とは別な樹脂
ケースのモールド工程で金型にインサートして一体成形
される。なお、ケースのモールド工程ではパワー端子は
あらかじめ単独で曲げ加工しておき、かつ該端子に付属
する端子ナットも同時にインサート成形される。したが
って、半導体装置の組立工程では、ケース内にパワー回
路，制御回路を組み込んでパワー端子，制御端子，リー
ドピンとの間を半田接合するだけて主要部の組立作業が
完了し、特に各端子とパワー回路，制御回路との間の半
田付けの際に端子の姿勢を支える必要がなく、また各端
子をケースに固定するための樹脂注入，硬化工程、およ
び複雑なフレキシブル基板の接続作業が不要となるほ
か、各端子の引出し位置精度も確保される。
【００１１】また、リードピンを植設したピンブロック
をケース本体と分割して上下可動に装着した構造を採用
することにより、ケースにパワー回路を組み込んだ際に
リード品の先端がパワー回路基板に突き当たると、ピン
ブロックが上方に逃げるのでそれ以上にパワー回路基板
に過大な応力が加わることがなく、これによりＤＢＣ基
板など採用した場合にセラミック製の基板割れなどのト
ラブル発生が回避される。
【００１２】
【実施例】以下本発明の実施例を図１ないし図３に基づ
いて説明する。なお実施例の図中で図４と対応する同一
部材には同じ符号が付してある。各図において、樹脂ケ
ース４は底面側の放熱用金属ベース１１と組合わせてパ
ッケージを構成しており、かつパワー回路１の基板１ａ
にはＤＢＣ基板（DirectBonding Copper Substrate),
もしくはアルミ絶縁基板を採用して前記放熱用金属ベー
ス１１の上に搭載されている。また、ケース４に対して
その周縁にはパワー端子６，制御端子７が配列して一体
にインサート形成されており、さらにケース内の中段位
置には肋骨状に張り巡らした梁形のピンブロック１２を
設けて、ここにパワー回路１と制御回路２との相互間を
内部配線するリードピン１３が定位置に分散して植設さ
れている。
【００１３】また、図示実施例ではピンブロック１２が
ケース本体と分割されており、図３で示すように前記ピ
ンブロック１２は、ケース本体の内壁面から突き出した
取付座４ａに対してピンブロック側に設けた取付脚部１
２ａを遊嵌して上下方向へ移動可能に支持されている。
この場合に、ピンブロック１２の形状，取付け脚部１３
ａの位置などはリードピン１３の配列に相応して設計さ
れている。なお、図示構造とは別に、ピンブロック１２
をあらかじめケース４と一体にモールド成形して構造の
実施例もある。
【００１４】一方、前記構成のケース４に対して、制御
回路２はパワー回路１と上下段に並ぶように制御回路の
基板（プリント配線板）２ａが前記ピンブロック１２の
上に搭載して組み込まれており、この組立状態でパワー
回路１とパワー端子６の間、制御回路２と制御端子７と
の間、およびリードピン１３を介してパワー回路１と制
御回路２との間がそれぞれ半田付されている。
【００１５】次に、前記樹脂ケースの製造方法，並びに
半導体装置の組立に付いて述べる。まず、樹脂ケース４
の製造工程では、成形金型にあらかじめ所定の形状に曲
げ加工したパワー端子６，制御端子７、リードピン１
３、およびパワー端子用のナット１０などの各部品を所
定の位置に並べてインサートし、この状態で金型にモー
ルド樹脂を注入してケース４を成形する。なお、ピンブ
ロック１２をケース本体と分割する構造では、ピンブロ
ック１２をケース４と別にモールド成形する。これによ
り、各端子，リードピンと一体形のケースが構成され
る。
【００１６】一方、半導体装置の組立工程では、最初に
金属ベース１１にパワー回路１の基板１ａを半田付けマ
ウントした後、金属ベース１１の上にケース４を装着し
て接着し、この状態でパワー回路１にパワー端子６，お
よびピンブロック１２に植設されたリードピン１３との
間を半田付けする。次にケース４の上面側から制御回路
２を挿入して基板２ａをピンブロック１２の上に搭載
し、この組立状態で制御回路２と制御端子７，およびリ
ードピン１３との間を半田付けする。続いてケース４の
内部に封止樹脂（シリコーンゲル）９を注入して硬化さ
せ、最後にケース４に蓋５を被着して製品を完成する。
【００１７】
【発明の効果】本発明のパワー半導体装置は、以上述べ
たように組立て構成されているので次記の効果を奏す
る。 （１）パワー端子，制御端子，およびパワー回路と制御
回路の相互間を配線するリードピンなどの部品をあらか
じめケースと一体にインサート成形しておくことによ
り、半導体装置の組立工程では、従来構造のように半田
付け時における端子の姿勢保持、パワー回路と制御回路
との間を相互接続するフレシキブル基板，並びにその厄
介な接続作業、端子の引出し部をケースに固定するため
の樹脂充填，硬化工程などが不要となるので、これによ
り組立工程での工数削減化，作業性の改善に併せて、大
幅なコストダウンが図れる。
【００１８】（２）パワー端子，制御端子などの外部導
出端子をケースにインサート成形することにより、各端
子の引出し位置に対する高い位置精度が確保できる。 （３）特に、リードピンをインサートしてケース内の中
段位置に配備したピンブロックをケース本体と分割して
ケース内に上下可動に組み込んだ構成を採用することに
より、ケース内にパワー回路を組み込んだ状態でパワー
回路基板，例えばＤＢＣ基板に加わるリードピンの突き
押し荷重を緩和して、セラミック基板割れなどのトラブ
ルを安全に回避できるなど、本発明により低コスト，高
品質で信頼性の高いパワー半導体装置を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるパワー半導体装置の組立
構造を示す構成断面図
【図２】図１におけるケース蓋を取り外した状態での平
面図
【図３】図１におけるピンブロックの取付け構造を示す
平面図
【図４】従来におけるパワー半導体装置の組立構造を示
す構成断面図
【符号の説明】
１ パワー回路 ２ 制御回路 ４ ケース ６ パワー端子 ７ 制御端子 ９ 封止樹脂 １１ 放熱用金属ベース １２ ピンブロック １３ リードピン

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】樹脂成形品のケース内に組み込んだパワー
    回路，制御回路を別々な基板に搭載して回路相互間を内
    部配線するとともに、各回路に接続したパワー端子，制
    御端子をケースより外部に引出し、かつケース内には封
    止樹脂を充填してなるパワー半導体装置において、パワ
    ー端子，制御端子，およびパワー回路と制御回路との間
    を相互接続する内部配線用のリードピンをそれぞれ所定
    位置に配列してケースと一体にインサート成形し、該ケ
    ース内に組み込んだパワー回路，制御回路との間を半田
    付して組立てたことを特徴とするパワー半導体装置。
  2. 【請求項２】請求項１記載の半導体装置において、パワ
    ー端子，制御端子をケースの周域に、リードピンをケー
    ス内の中段に形成した梁形のピンブロックに分散配列し
    てインサート成形するとともに、パワー回路の基板をケ
    ースの底面側に組合わせた放熱用金属ベース上に、制御
    回路の基板を前記ピンブロックの上に搭載してパワー端
    子，制御端子，ピンブロックとの間を半田付けして組立
    てたことを特徴とするパワー半導体装置。
  3. 【請求項３】請求項２記載の半導体装置において、ピン
    ブロックをケース本体と分割して上下可動に組み込んだ
    ことを特徴とするパワー半導体装置。
  4. 【請求項４】請求項２記載の半導体装置において、パワ
    ー回路の基板としてＤＢＣ基板，ないしアルミ絶縁基板
    を採用したことを特徴とするパワー半導体装置。
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